电力系统无功控制方法研究_开题报告

一、文献综述

（一）研究背景及意义

电力系统由发电、输电、配电和供电系统构成，是一个多种能量交换的系统。有功功率和无功功率是维持电力系统运行的重要表达形式[1]。

近几十年来，随着更高电压等级超高压与特高压远距离输电的发展，电力传输线上的无功功率损耗也日益增大，配电系统中，由于居民的生活水平的提高以及带有感性性质的电气设备的普及，诸如变压器、感应式电动机、气体放电式电灯、空调、冰箱等。为了建立和维持电气设备工作时所必须的磁场，电力系统在传输有功功率的同时，需要向这些设备提供相应的无功功率，用于完成电磁能量的相互转换[2]。无功功率对外不做功，但也不是无用功率，它为能量的交换、输送、转换创造必要的条件。随着我国经济的发展，大中型工业用户的增多，尤其是带有电力电子装置等非线性装置应用日益广泛，而大多数电力电子装置的功率因数普遍偏低，严重降低了电网的供电质量，也给电网造成了不必要的经济负担。因此，利用无功补偿技术来改善电网运行特性、降低系统线路由于传输无功功率而产生的有功损耗，已经成为世界各国电力研究者的共识。

研究无功功率具有重要的理论意义和实践意义，主要表现如下[3]：

无功功率与系统运行电压问题。

无功功率与电力系统经济运行的问题。

无功功率与电力系统静态电压稳定问题。

无功功率与电力系统静态功角稳定的问题。

无功功率与电力系统暂态功角稳定问题。

无功功率与电力系统动态电压稳定问题。

（二）国内外研究现状及发展趋势

无功补偿的研究国外起步于上个世纪年代，主要集中在无功补偿设备本身优化设计以及基于电力系统无功优化算法上的无功补偿问题。对于无功补偿设备本身优化设计方面，主要是并联电容器的无过渡投切优化控制等，其中静止无功补偿装置的研究最为活跃，第一台静止无功补偿装置在英国制成以后，在世界各国引起了广泛重视，德国、美国、瑞士、苏联等国竟先研究大力推广，广泛用于电力、化工、冶金、铁道等部门，成为补偿无功功率、调整电压、功率因数的提高、系统过电压的限制、改善电网运行的经济性而有效的设备[4-5]。国外几个大的电气公司如美国的通用电气公司和西屋公司，日本的富士公司等均发展了不同类型的静止无功补偿技术，除晶闸管控制电抗器、晶闸管投切电容器、自饱和电抗器及混合补偿器外，最近几年又推出了新型的静止无功发生器。目前国际上几个主要的无功补偿产品有固定容性可变感性，电感的调节有晶闸管控制高漏抗变压器、自饱和电抗器等[6]。在国外，电力系统中主要的无功补偿设备是静止无功补偿器和电容器，静止无功补偿器具有响应速度快，调节控制灵活等特点，可对电力系统中的无功功率进行动态补偿，改善系统的稳定性和减少系统的功率损耗[7-8]。对于电力系统无功优化算法方面，主要是以运筹学为主要的数学工具，根据电力系统的运行特点及要求建立各种目标函数和约束函数，然后求出问题的最优解，进而可以得出最佳的无功补偿装置的型式、容量大小、安装地点和控制方式等，而安装容量的大小和安装地点的选择是根据补偿目标函数和系统经济运行指标来确定[9]。

我国对无功补偿的研究并不晚。无功补偿设备方面，1976年，中国电力科学研究院和清华大学共同研制了一套5000千瓦饱和电抗器与电容器配合组成的静止无功补偿装置，并在湖北武汉地区投运，为我国无功补偿的研究打下良好的基础，此外，在算法研究，谐波潮流研究方面也取得了很大的成功[8]。无功补偿方式方面，输电系统中采用的方式是变电站集中补偿中、低压配电系统中采用的方式是线路分布补偿、随器补偿、跟踪补偿三种方式，采用的补偿设备有并联电容器、同步调相机、静止无功补偿器和静止同步补偿器等，其中主要的设备是并联电容器和同步调相机以及部分同步发电机，以满足不同的调压要求[10-11]。此外在电力用户侧采用的方式是集中补偿、分散补偿和就地补偿。使用的补偿设备主要是低压电容器。在无功补偿管理方面，主要集中在用户侧的无功补偿，而不是立足于降低整个电网的功率损耗[12-13]。

研究内容

本^范文分析了电力系统中常见几种无功补偿方法的特点，结合电力市场的环境下，通过比较各种无功补偿方法的优缺点，以及对一个配电网进行实例分析，总结出适合于不同配电系统的无功补偿方案。

二、^范文提纲

1绪论

1.1无功补偿研究的背景

1.2无功补偿研究的意义

1.3国内外研究现状

1.4研究内容

2电力系统中无功控制方法的比较分析

2.1无功补偿的配置原则

2.2无功补偿方法的分类与介绍

2.2.1变电站集中补偿

2.2.2变压器低压母线补偿

2.2.3线路分布补偿

2.2.4低压用户分散补偿

2.3无功补偿方法的比较

2.3.1无功补偿方法理论比较

2.3.2无功补偿方法经济技术比较

2.3.3小结

3无功控制方法在实际电网中的比较分析

3.1电网的基本情况

3.2无功补偿方案的实际算例比较分析

3.3小结

4结论

三、参考文献

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